Các Kỹ Sư Tạo Ra Chi Đôi Bionic Phục Hồi Hành Vi Tự Nhiên Cho Bệnh Nhân

Các nhà nghiên cứu tại Bệnh viện Cleveland đã chế tạo một chi đôi bionic mới giúp phục hồi hành vi tự nhiên cho bệnh nhân bị cụt chi trên. Công nghệ này là loại đầu tiên trên thế giới, và nghiên cứu đã được công bố trên Science Robotics.

Đội ngũ nghiên cứu quốc tế đã kết hợp ba chức năng quan trọng trong hệ thống bionic: điều khiển động cơ trực giác, cảm giác chạm và cảm giác vận động. Chức năng cuối cùng là cảm giác mở và đóng tay.

Đội ngũ nghiên cứu, được dẫn đầu bởi Bệnh viện Cleveland, cũng bao gồm các nhà nghiên cứu từ Đại học Alberta và Đại học New Brunswick.

Paul Marasco, Tiến sĩ, là nhà điều tra chính và giáo sư phụ tá tại Viện Nghiên cứu Y sinh Lerner của Bệnh viện Cleveland.

“Chúng tôi đã sửa đổi một chi đôi giả tiêu chuẩn với hệ thống bionic phức tạp này, cho phép người đeo di chuyển chi đôi giả một cách trực giác hơn và cảm nhận được cảm giác chạm và vận động cùng một lúc,” theo Tiến sĩ Marasco. “Những phát hiện này là một bước quan trọng hướng tới việc cung cấp cho người bị cụt chi khả năng phục hồi hoàn toàn chức năng tay tự nhiên.”

Hệ Thống Bionic

Hệ thống mới được phát triển là hệ thống đầu tiên kiểm tra cả ba chức năng cảm giác và vận động cùng một lúc trong giao diện máy tính – não trong chi đôi giả. Giao diện máy tính – não có thể kết nối với dây thần kinh của người đeo, và nó cho phép bệnh nhân gửi tín hiệu thần kinh từ não đến chi đôi giả. Họ cũng có thể nhận thông tin vật lý từ môi trường, thông tin này có thể được gửi trở lại não của họ thông qua dây thần kinh.

Chi đôi giả có phản hồi và điều khiển hai chiều, và điều này cho phép người đeo thực hiện một số nhiệm vụ tương đương với người không bị khuyết tật.

Tiến sĩ Marasco dẫn đầu Phòng thí nghiệm Tích hợp Bionic.

“Có thể chúng tôi đã học được điều gì đó quan trọng nhất là họ đưa ra phán đoán, quyết định và tính toán và sửa lỗi như một người không bị cụt chi,” theo Tiến sĩ Marasco. “Với chi đôi bionic mới, người bệnh hành động như thể họ có một tay tự nhiên. Thông thường, những hành vi của não bộ rất khác nhau giữa người có và không có chi đôi giả.”

Thử Nghiệm Chi Đôi Bionic

Chi đôi bionic đã được thử nghiệm trên hai người tham gia nghiên cứu bị cụt chi trên. Những người này đã từng trải qua tái tạo cảm giác và vận động có mục tiêu, điều này chuyển hướng dây thần kinh bị cụt đến da và cơ còn lại để thiết lập giao diện máy tính – não.

Các nhà nghiên cứu hiện phải mở rộng công việc vì quy mô nghiên cứu quá nhỏ.

Người tham gia nghiên cứu đã đeo chi đôi giả tiên tiến trong khi thực hiện các nhiệm vụ phản ánh hành vi cơ bản, hoặc những hành vi đòi hỏi chức năng tay và chi. Các nhà nghiên cứu sau đó đã đánh giá hiệu suất thông qua các công cụ đánh giá tiên tiến và phát hiện ra rằng chiến lược não bộ và hành vi của người tham gia đã thay đổi. Họ đã trở thành tương đương với những người không bị cụt chi.

Người tham gia có thể thực hiện hành vi mà không cần phải xem chi đôi giả, và họ có thể sửa lỗi một cách hiệu quả hơn.

“Trong thập kỷ qua, những tiến bộ trong lĩnh vực chi đôi giả đã giúp người đeo đạt được chức năng tốt hơn và quản lý cuộc sống hàng ngày một mình,” theo Tiến sĩ Marasco. “Lần đầu tiên, người bị cụt chi trên có thể lại ‘nghĩ’ như một người không bị khuyết tật, điều này có thể mang lại cho người đeo chi đôi giả khả năng tái hòa nhập vào cuộc sống hàng ngày một cách liền mạch.”